Thực phẩm thông thường làm thay đổi vi khuẩn đường ruột bằng cách ảnh hưởng đến vi rút
Một nhóm các nhà nghiên cứu đã đưa ý tưởng thực phẩm như một loại thuốc đến gần hơn một bước. Họ đã xác định được một số loại thực phẩm phổ biến làm thay đổi hệ vi sinh vật của chúng ta.
Trong khoa học ngày nay, thực phẩm và vi khuẩn đường ruột là hai chủ đề được đảm bảo sẽ thúc đẩy sự quan tâm và tranh luận. Tất nhiên, cả hai đều có mối quan hệ với nhau, và một nghiên cứu mới tập trung vào một số điểm tinh tế của mối quan hệ này.
Việc thiếu một quần thể vi khuẩn đường ruột khỏe mạnh sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe của chúng ta; điều này cũng đúng khi chúng ta không ăn một chế độ ăn uống lành mạnh. Tuy nhiên, các nhà khoa học không hoàn toàn hiểu được tác động chính xác của các loại thực phẩm cụ thể đối với vi khuẩn đường ruột.
Khoảng trống kiến thức này một phần là do sự phức tạp đến khó tin của hệ vi sinh vật. Một yếu tố làm vẩn đục nước là vi khuẩn, gọi tắt là thực khuẩn thể.
Thể thực khuẩn
Phage là loại virus chỉ tấn công vi khuẩn. Trong ruột, những vi-rút này đông hơn gấp nhiều lần số vi khuẩn đường ruột.
Mỗi thể thực khuẩn chỉ tấn công một loại vi khuẩn cụ thể, có nghĩa là nó có thể ảnh hưởng đến mức độ vi khuẩn đường ruột. Phage cần vi khuẩn để sống, vì vậy nếu thiếu vi khuẩn thì phage không thể tồn tại được.
Điều này có nghĩa là bất kỳ loại thực phẩm nào ảnh hưởng đến phage đều có thể ảnh hưởng đến vi khuẩn đường ruột và ngược lại. Ví dụ, nếu số lượng của một loại thực khuẩn tăng lên, vi khuẩn mà chúng tiêu thụ sẽ giảm dần, có khả năng nhường chỗ cho một loài vi khuẩn khác sinh sôi.
Bằng cách này, vi rút có thể ảnh hưởng đến toàn bộ hệ vi sinh vật - bằng cách cắt tỉa một loài, chúng tạo không gian cho các loài khác lấp đầy.
Chuyển từ prophage
Hầu hết các phage trong ruột đều tồn tại ở dạng không hoạt động - DNA của chúng được tích hợp vào bộ gen của vi khuẩn. Ở dạng này, chúng được gọi là tiên tri.
Các nhà khoa học đã xác định được một số hợp chất có tác dụng kích hoạt các cánh quạt quay trở lại dạng hoạt động của chúng. Khi điều này xảy ra, hàng trăm phage mới bùng phát ra khỏi tế bào vi khuẩn, giết chết vật chủ và tấn công các vi khuẩn khác; những hợp chất này bao gồm nước tương, nicotin và một số thuốc kháng sinh, chẳng hạn như ciprofloxacin. Cho đến nay, danh sách các hợp chất thúc đẩy phage là tương đối ngắn.
Điều cần thiết là phải phát hiện ra hóa chất nào thúc đẩy hoạt động của phage. Bởi vì các phage tấn công và tiêu diệt vi khuẩn, nếu chúng ta hiểu cách điều khiển chúng, chúng có thể hoạt động như một loại thuốc kháng sinh tự nhiên, mạnh mẽ.
Một nghiên cứu gần đây đã mở rộng danh sách các hợp chất gây ra hoạt động của phage. Các nhà khoa học từ Đại học Bang San Diego, CA, đã công bố phát hiện của họ trên tạp chí Vi khuẩn đường ruột. Họ hy vọng rằng kết quả của họ sẽ giới thiệu “khả năng sử dụng chế độ ăn uống để cố ý cải thiện hệ vi sinh vật đường ruột của con người thông qua cảm ứng prophage”.
“Chúng tôi thực sự có thể giải quyết một số tình trạng nhất định bằng cách điều chỉnh các loại thực phẩm chúng tôi tiêu thụ sẽ ảnh hưởng đến sự đa dạng của vi sinh vật, do đó sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe và bệnh tật.”
Cộng sự nghiên cứu Lance Boling
Để điều tra, các nhà nghiên cứu đã chọn một loạt các hợp chất có thể ảnh hưởng đến hoạt động của thể thực khuẩn. Họ đã chọn một loạt vi khuẩn từ hai loại phyla phổ biến trong đường ruột: Bacteroidetes và Firmicutes. Chúng bao gồm cả các chủng vi khuẩn có lợi và gây bệnh.
Từ 117 hợp chất thực phẩm, họ thu hẹp phạm vi tìm kiếm xuống chỉ còn 28. Các nhà nghiên cứu đã quan sát sự phát triển của vi khuẩn khi có mặt của từng hợp chất cụ thể; họ cũng quan sát sự phát triển của nó mà không cần hợp chất làm đối chứng. Tiếp theo, họ sử dụng phương pháp đo tế bào dòng chảy, một quy trình đủ nhạy để phát hiện các hạt virus nhỏ không thể tưởng tượng được.
Thức ăn nào ảnh hưởng đến phage?
Trong số 28 ứng cử viên, 11 hợp chất tạo ra mức độ của các hạt vi rút với tốc độ cao hơn so với đối chứng, điều này cho thấy rằng chúng đã ảnh hưởng đến hoạt động của thể thực khuẩn.
Một số sự thúc đẩy phage quan trọng nhất xảy ra với sự có mặt của cây đinh hương, keo ong (một hợp chất do ong tạo ra), uva ursi (còn được gọi là kinnikinnick hoặc bearberry) và aspartame.
Chất cảm ứng prophage mạnh nhất là stevia, một chất thay thế đường có nguồn gốc thực vật. Với một số loài thuộc dòng vi khuẩn, cỏ ngọt đã làm tăng số lượng vi rút lên hơn 400%.
Ngược lại, một số thực phẩm làm giảm số lượng vi rút; đáng chú ý nhất, chúng bao gồm đại hoàng, fernet (một loại rượu của Ý), cà phê và oregano.
Để làm phức tạp thêm vấn đề, một số hợp chất đã tăng cường hoạt động của phage liên quan đến một số vi khuẩn, nhưng lại làm giảm hoạt động của phage liên quan đến những người khác; những hợp chất này bao gồm kem đánh răng, chiết xuất hạt bưởi và quả lựu.
Theo các tác giả, một trong những loại thực phẩm có khả năng kháng khuẩn mạnh nhất là sốt tabasco nóng, “làm giảm sự phát triển của cả ba loài [đường tiêu hóa], ngoại trừ mầm bệnh cơ hội P. aeruginosa, trung bình là 92%. ”
Tabasco có chứa giấm, nhưng khi họ thử nghiệm một mình giấm, nó chỉ làm giảm sự phát triển của vi khuẩn tới 71%. Họ tin rằng capsaicin - hợp chất cay trong chilis - có thể giải thích khả năng kháng khuẩn bổ sung. Tuy nhiên, trong các thí nghiệm với tabasco, không tìm thấy hạt vi rút nào, vì vậy các phage không chắc có liên quan.
Tương lai
Những phát hiện này rất quan trọng. Các nhà khoa học hiện biết rằng hệ vi sinh vật có thể ảnh hưởng đến sức khỏe thể chất và tinh thần của chúng ta; nó cũng có thể gây viêm và tăng nguy cơ ung thư. Nếu các nhà khoa học có thể tìm ra cách thay đổi hệ vi sinh vật theo những cách cụ thể, về lý thuyết, họ có thể loại bỏ hoặc giảm thiểu những rủi ro này.
Như một trong những tác giả, Forest Rohwer, giải thích, “Khả năng tiêu diệt vi khuẩn cụ thể, mà không ảnh hưởng đến những vi khuẩn khác, làm cho những hợp chất này rất thú vị.”
Tất nhiên, danh sách các hợp chất mới không có nghĩa là đầy đủ, như Rohwer nói, "Có thể có hàng nghìn hợp chất hữu ích để loại bỏ vi khuẩn không mong muốn."
Các tác giả hy vọng rằng các nhà khoa học sẽ tiếp tục theo những dòng này. Họ cũng giải thích rằng các nhà khoa học sẽ cần cố gắng tìm ra các cơ chế phân tử chuyển thể thực khuẩn từ trạng thái không hoạt động sang hoạt động.
